India gaat op jacht naar donkere materie

Tunnel die leidt naar het nieuwe donkere-materielab van India in het Jaduguda-mijncomplex ten westen van Kolkata.

Saha Institute of Nuclear Physics, Kolkata

India gaat op jacht naar donkere materie

Door Pallava BaglaAug. 31, 2017, 11:00 uur

NIEUWE DELHI— Sinds een baanbrekend ondergronds laboratorium in India 25 jaar geleden werd gesloten, ontbrak het hier aan natuurkundigen, beschermd tegen kosmische stralen, waar ze konden zoeken naar ongrijpbare deeltjes uit de kosmos. Nu is hun lange wachttijd voorbij: op 2 september zal India Jaduguda Underground Science Laboratory 550 meter onder de oppervlakte in gebruik nemen in een werkende uraniummijn.

Het primaire doel van het Jaduguda-lab is om mee te doen aan de jacht op donkere materie, de mysterieuze dingen waarvan de zwaartekracht sterrenstelsels bij elkaar houdt. "Het is een goed moment voor India om haar beste en slimste toe te passen op dit universele mysterie", zegt Nigel Lockyer, directeur van Fermi National Accelerator Laboratory in Batavia, Illinois. Elders heeft de zoektocht naar de donkere materie natuurkundigen ertoe aangezet om steeds diepere laboratoria te bouwen - Sudbury Neutrino Observatory in Canada, 2, 1 kilometer onder het oppervlak, is nu de diepste - met steeds uitgebreider maatregelen om detectoren tegen andere deeltjes te beschermen.

Indiase natuurkundigen hadden gehoopt om te concurreren met de ambitieuze buitenlandse laboratoria. Gedurende 15 jaar hebben ze ernaar gestreefd baanbrekend te werken op het in India gevestigde Neutrino Observatory, een laboratorium van $ 230 miljoen dat onder een berg in Zuid-India zou worden uitgehouwen. Dat project is in de problemen, omdat het twee keer niet is gelukt om de milieugoedkeuring te verkrijgen; backers zijn nu op zoek naar een nieuwe site. Ze zien Jaduguda als een levensader "om jonge experimentele wetenschappers bezig te houden met geavanceerd onderzoek", zegt Sekhar Basu, een nucleair ingenieur en voorzitter van de Atomic Energy Commission in Mumbai, India.

Met een investering van $ 32.000 heeft het Saha Institute of Nuclear Physics in Kolkata een grot van 37 vierkante meter gerenoveerd die wordt gebruikt voor opslag in het uraniummijncomplex Jaduguda, 260 kilometer ten westen van Kolkata. Achtergrondstraling van uranium moet minimaal zijn, aangezien ertsrijk metaal rijk is op minstens 300 meter afstand van de grot; een meer productieve achtergrondbron kan radongas zijn dat door het gesteente sijpelt. Het werk gaat beginnen om de achtergrond grondig te karakteriseren en kosmische deeltjes te loggen.

Nadat de voorbereidende metingen zijn voltooid, zijn de fysici van plan om een ​​cesiumjodidedetector bij lage temperatuur te installeren om te zoeken naar donkere materie. De kansen om diepere laboratoria zoals Sudbury te scheppen zijn klein. Maar de betekenis van het nieuwe lab voor de Indiase natuurkunde is enorm, zegt Saha neutrinofysicus Naba Mondal: "Jaduguda kwam als een redder."